Optimism VS ZK: Giải pháp Rollup nào sẽ vượt trội hơn?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Optimism VS ZK: Giải pháp Rollup nào sẽ vượt trội hơn?
Hiện tại, chúng ta chỉ có thể kết luận rằng Layer 2 sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp Ethereum mở rộng quy mô tốt hơn, nhưng giải pháp Rollup nào vượt trội hơn thì vẫn chưa thể đưa ra nhận định rõ ràng.
Chuyên sâu báo cáo Web3
Trước khi đi vào phân tích so sánh giữa Optimism Rollup và ZK Rollup, chúng ta cần hiểu rõ bối cảnh ra đời của công nghệ Rollup.
Rollup được xem là giải pháp mở rộng tối hậu cho Ethereum, nó thực hiện giao dịch bên ngoài lớp 1 (Layer 1), nhưng lại đăng tải dữ liệu giao dịch lên lớp 1. Điều này giúp Rollup có thể mở rộng mạng lưới đồng thời vẫn thừa hưởng tính bảo mật từ cơ chế đồng thuận của Ethereum. Toàn bộ quá trình về cơ bản bao gồm: thực hiện giao dịch, thu thập dữ liệu, nén dữ liệu và tổng hợp thành từng đợt riêng lẻ gửi lên chuỗi chính, do đó mới có tên gọi là "Rollup".
Tại sao cần giải pháp mở rộng Rollup?
Thực tế, độ nóng trong nghiên cứu Rollup có liên quan mật thiết đến sự phát triển của Ethereum trong những năm gần đây. Việc mở rộng quy mô Ethereum luôn là một trong những chủ đề được thảo luận nhiều nhất trong lĩnh vực tiền mã hóa. Dù là cơn sốt CryptoKitties năm 2017, hay Mùa DeFi năm 2020, hay thị trường tăng giá tiền mã hóa đầu năm 2021, nhu cầu gia tăng đối với Ethereum khiến cuộc tranh luận về việc mở rộng ngày càng sôi nổi, đồng thời chi phí Gas tăng vọt khiến người dùng phải trả phí giao dịch đắt đỏ hơn.
Đồng thời, trong bối cảnh Web3 phát triển mạnh mẽ, Ethereum ngày càng trở thành nền tảng lưu trữ hàng ngàn DApp. Khối lượng giao dịch khổng lồ chắc chắn dẫn đến giới hạn về tốc độ vận hành, làm cho các dự án trên Ethereum ngày càng chậm chạp, tỷ lệ giữ chân người dùng cũng dần suy giảm.
Do đó, tìm kiếm một giải pháp mở rộng hoàn hảo đã trở thành mục tiêu quan trọng của nhiều đội ngũ và toàn bộ cộng đồng Ethereum. Nói chung, có ba cách chính để mở rộng Ethereum: mở rộng bản thân blockchain —— mở rộng lớp 1 (Layer 1); xây dựng trên lớp 1 —— mở rộng lớp 2 (Layer 2); và xây dựng chuỗi bên cạnh lớp 1 (sidechain).
Về nguyên lý, Rollup tập hợp hàng trăm giao dịch đã xử lý thành từng đợt và thực hiện giao dịch trên chuỗi L2 song song với mạng chính Ethereum, sau đó các giao dịch đã hoàn tất sẽ được gửi theo đợt xuống blockchain底层 (L1, Layer 1), nhằm nâng cao tốc độ giao dịch và giảm chi phí Gas.
Trong số các giải pháp Rollup, cả Optimistic Rollup và ZK Rollup đều thể hiện rất tốt. Thực tế, nguyên tắc hoạt động của Optimistic Rollup và ZK Rollup khá tương đồng, điểm khác biệt nằm ở phương thức xác minh. Hôm nay, hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về hai giải pháp mở rộng xuất sắc này, so sánh ưu nhược điểm trong quá trình thực thi cụ thể, đồng thời kỳ vọng về mô hình lý tưởng cho thế hệ tiếp theo của các giải pháp mở rộng Ethereum.
Khám phá hệ sinh thái của Optimism và ZK
Optimism
Optimistic Rollup, như tên gọi, sử dụng cơ chế "lạc quan" —— bằng chứng gian lận (Fraud proofs). Hệ thống mặc định dữ liệu giao dịch đáng tin cậy, không cần xác minh hiệu lực mà trực tiếp bước vào giai đoạn chờ, trong thời gian chờ nếu bất kỳ nút nào phản đối và chứng minh đây là giao dịch độc hại thì giao dịch bị hủy; nếu không có phản đối, sau khi kết thúc thời gian chờ, giao dịch được coi là hoàn tất và ghi vào khối. Phương án giao dịch sử dụng "bằng chứng gian lận" này loại bỏ việc triển khai xác minh quy mô lớn, từ đó tiết kiệm tài nguyên tính toán và đảm bảo tính xác thực của giao dịch.
Trong các giải pháp Optimistic Rollup, nổi bật nhất là Arbitrum và Optimism. Mặc dù Optimism là giao thức Optimistic Rollup tương thích EVM đầu tiên được phát minh, nhưng do chậm ra mắt mainnet nên Arbitrum đã giành được lợi thế phát triển về sau.
Optimism: Bằng chứng gian lận đơn vòng, không tương tác
Optimism sử dụng hợp đồng thông minh để chuyển dữ liệu giao dịch từ chuỗi chính Ethereum sang Layer 2, bộ định thứ tự (sequencer) có thể gom nhiều giao dịch thành một đợt, sau đó gửi đợt này về chuỗi chính qua một giao dịch duy nhất. Bộ định thứ tự thực hiện quy trình tương ứng một cách lạc quan dưới giả định rằng tất cả giao dịch đều hợp lệ. Hệ thống thiết lập thời gian chờ một tuần, trong thời gian này mọi khiếu nại đều có thể được đưa ra, nếu phát hiện bất thường sẽ tạo bằng chứng gian lận.
Arbitrum: Bằng chứng gian lận đa vòng, tương tác
Arbitrum khởi chạy trên mạng chính Ethereum vào ngày 28 tháng 5 năm 2021. Về tổng thể, quy trình thực hiện không có nhiều khác biệt, điểm chính là các bên xác minh và thách thức trong Arbitrum liên tục chia nhỏ các bước gây tranh cãi thông qua phương pháp nhị phân bên ngoài chuỗi, thu hẹp phạm vi tranh chấp xuống một bước cụ thể, rồi mới tiến hành phán quyết bước đó trên chuỗi L1, giải quyết tranh chấp một cách hiệu quả. Do đó, so với Optimism, Arbitrum có thể xử lý dung lượng giao dịch cao hơn, đạt được mức độ "truy tìm tận gốc" triệt để hơn.
ZK Rollup
ZK Rollup (bằng chứng không kiến thức - zero-knowledge proof), khái niệm này được các nhà nghiên cứu MIT giới thiệu vào năm 1980, từng được gọi là "toán học mặt trăng".
ZK Rollup là giải pháp mở rộng sử dụng bằng chứng hiệu lực không kiến thức. Nó xử lý giao dịch bên ngoài chuỗi theo từng đợt và tạo ra bằng chứng hiệu lực mã hóa để xác minh tính xác thực của giao dịch. Những bằng chứng hiệu lực này được thêm vào blockchain L1 và có thể được xác minh nhanh chóng bởi hợp đồng L1, trong khi các đợt không hợp lệ sẽ bị từ chối ngay lập tức.
Nếu nói Optimistic Rollup giả định mọi người tham gia giao dịch đều hành động thiện chí, thì ZK Rollup cố gắng xác định chắc chắn tình hình đúng như vậy. Hiện tại, các dự án nổi bật trong hệ sinh thái ZK Rollup gồm Hermez, ZKSync, v.v.
Hermez: Tạo ra bằng chứng kiến thức ngắn gọn không tương tác
Hermez có khả năng tạo bằng chứng mật mã SNARK (bằng chứng kiến thức ngắn gọn không tương tác), có thể mở rộng Ethereum lên tới 2.000 giao dịch mỗi giây. Hệ thống này chủ yếu dựa vào điều phối viên để xử lý và tạo bằng chứng hiệu lực, điều phối viên được lựa chọn thông qua đấu giá, các nút mạng đã đăng ký sẽ đấu giá để trở thành điều phối viên tiếp theo. Hiện tại, nhóm Hermez đã tuyên bố họ đang phát triển máy ảo Ethereum không kiến thức (ZKEMV), nhằm đạt được khả năng tương thích hoàn toàn với opcode.
ZKSync: Tạo ra bằng chứng kiến thức ngắn gọn không tương tác
ZKSync mô tả dự án của mình là một công cụ mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư, hỗ trợ chuyển Ether và token ERC-20 trên Ethereum với chi phí Gas thấp. Trong ZKSync, chỉ có một bên xác minh xử lý đợt giao dịch và tạo bằng chứng hiệu lực. Hiện nay đã ra mắt ZKSync 2.0, như một giải pháp tính sẵn có dữ liệu ngoài chuỗi, xác nhận đặt cược và tính sẵn có dữ liệu, đồng thời đảm bảo người giám hộ không thể đánh cắp tiền.
Optimism VS ZK: Ai sẽ vượt trội hơn?
Từ khi bước vào thị trường, Optimism và ZK đã đi theo hai con đường khác nhau về giải pháp mở rộng. Bằng chứng gian lận và bằng chứng hiệu lực tương ứng với các nhu cầu sử dụng khác nhau của nhà phát triển và người dùng, từ đó thể hiện những "điểm mạnh nổi bật" riêng biệt trong các khía cạnh như khả năng xử lý, tính thời điểm, chi phí. Cụ thể, chúng ta có thể cân nhắc các nhu cầu phát triển khác nhau dưới đây để lựa chọn phù hợp giữa hai giải pháp này.
Ngưỡng phát triển và chi phí sử dụng
Optimism không cần triển khai quy mô lớn các bước xác minh, dưới giả định rằng mọi giao dịch đều hợp lệ, nó tiết kiệm được rất nhiều bước phát triển đồng thời phát hành các thông báo xác minh lên tầng cơ sở. Nhờ vào trạng thái "lạc quan", không cần thực hiện bất kỳ công việc bổ sung nào, từ đó giảm đáng kể ngưỡng kỹ thuật cho các kỹ sư phát triển, tiết kiệm rất nhiều thời gian, công sức và chi phí. Nếu nhà phát triển muốn nhanh chóng triển khai giải pháp Rollup, Optimism là lựa chọn hàng đầu, dữ liệu cho thấy Optimism có thể mang lại cải thiện khả năng mở rộng lên tới 10–100 lần.
Ngược lại, ZK Rollup cần cung cấp bằng chứng hiệu lực và gửi từng cái một lên mạng chính, bước này làm cho độ khó kỹ thuật phát triển cao hơn nhiều so với Optimism. Các nhà phát triển mới thường gặp nhiều lỗi khi thử dùng ZK Rollup, dẫn đến hiệu suất mở rộng và tốc độ vận hành bị giảm sút.
Khả năng thực thi hợp đồng thông minh
Optimism có tính tương tác mạnh mẽ và có thể thực thi hợp đồng thông minh. Điều này mang lại cho Optimism không gian linh hoạt thao tác lớn hơn trên L2, nhờ hành vi tham gia chung của người dùng, hoạt động của Optimism trở nên "đáng tin cậy hơn", từ đó giành được lợi thế bổ sung như bảo vệ dữ liệu tốt hơn, quyền lợi giao dịch được xác định rõ ràng, v.v. Đáng chú ý, phần lớn các nhóm như Fuel, OMGX, Cartesi cũng đang cố gắng phát triển phiên bản tương thích EVM cho Rollup của họ, giúp Optimism linh hoạt hơn và hiệu suất vượt trội hơn.
Trong khi đó, ZK Rollup hiện tại chủ yếu giới hạn ở các giao dịch đơn giản, điều này tạo ra nhiều hạn chế cho việc mở rộng ZK Rollup. Vì vậy, hiện tại ZK chỉ có thể thông qua máy ảo EMV do ZKSync phát triển để hỗ trợ mọi hợp đồng thông minh viết bằng Solidity, mở rộng không gian ứng dụng. Hoặc dựa vào Loopring, Hermez và ZKTube để mở rộng quy mô thanh toán, thêm chức năng bảo vệ quyền riêng tư, v.v.
Hiệu suất rút tiền
Là cơ chế đảm bảo giao dịch người dùng và cung cấp bằng chứng quyền sở hữu, tốc độ rút tiền sau giao dịch cũng là yếu tố then chốt để nhà phát triển và người dùng lựa chọn. Và ở khía cạnh này, ZK Rollup lại có lợi thế hơn. Quá trình giải quyết tranh chấp của Optimism rườm rà, phải dành đủ thời gian cho mọi bên tham gia nộp bằng chứng gian lận trước khi giao dịch được xác nhận cuối cùng. Khoảng thời gian này khá dài, vì phải đảm bảo ngay cả trong trường hợp xấu nhất, giao dịch gian lận vẫn có thể bị khiếu nại. Thời gian rút tiền từ Optimism kéo dài từ một đến hai tuần.
Ngược lại, ZK Rollup không gặp vấn đề rút tiền lâu dài, vì chỉ cần gửi đợt Rollup kèm bằng chứng hiệu lực lên lớp 1, tiền có thể được rút ngay. Điều này vô hình trung tiết kiệm chi phí thời gian cho người dùng, thúc đẩy lưu thông giao dịch nhanh hơn, nâng cao hiệu quả tổng thể của môi trường giao dịch.
Mức độ bảo vệ an ninh và quyền riêng tư
Hiện nay, ZK Rollup sử dụng các phép tính toán học phức tạp và mật mã học để đảm bảo giao dịch được "thanh toán" trên chuỗi chính ETH, bản chất xác minh khác biệt so với Optimism. Các chiến lược chứng minh được triển khai trên ZK Rollup như SNARK, STARK, PLONK và DARK đều bao gồm các khía cạnh như dấu vết dữ liệu, thời gian tạo chứng minh, thời gian xác minh, rủi ro thông đồng với mức độ an toàn và rủi ro riêng biệt.
Rõ ràng, so với bằng chứng gian lận đơn thuần, ZK thiết lập nhiều lớp bảo vệ và cơ chế xác minh trong bảo mật và quyền riêng tư, đảm bảo việc xác minh giao dịch chặt chẽ và toàn diện. Ngoài ra, Aztec đang tập trung tích hợp chức năng riêng tư vào công nghệ ZK Rollup của mình, nhằm hoàn thiện cơ chế riêng tư của ZK Rollup.
Triển vọng về Optimism và ZK trong năm 2023
Như chúng ta đã thấy, Optimism và ZK là hai giải pháp Rollup "mỗi bên một vẻ". Trong năm mới, cả hai sẽ tiếp tục đổi mới và cập nhật trên con đường riêng, có lẽ chúng ta có thể kỳ vọng vào năm 2023, hai giải pháp mở rộng này sẽ được áp dụng vào nhiều dự án thực tiễn hơn nữa, tiếp tục đóng góp mạnh mẽ cho sự phát triển của Ethereum.
Hiện tại, chúng ta chỉ có thể kết luận rằng Layer 2 sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc làm cho Ethereum có khả năng mở rộng hơn, nhưng giải pháp Rollup nào vượt trội hơn thì chưa thể khẳng định rõ ràng. Chắc chắn rằng, Optimism và ZK sẽ tiếp tục tung ra nhiều biện pháp tối ưu hóa hơn nữa để trở thành "ngựa ô" trong lĩnh vực Rollup của thế giới Web3.
Về lâu dài, có lẽ cùng với sự phát triển liên tục của các công nghệ liên quan đến ZK, những hạn chế của ZK Rollup sẽ bị phá vỡ, bộc lộ tiềm năng ứng dụng mạnh mẽ. Chúng tôi cũng hy vọng rằng trong tương lai, hai giải pháp Rollup này có thể bổ sung lẫn nhau về ưu điểm, tích hợp các yếu tố như bảo mật riêng tư, chi phí thời gian, ngưỡng phát triển thành các sản phẩm chất lượng cao hơn, mở ra một thế giới mới. Như chúng ta đã thấy, Optimism và ZK là hai giải pháp Rollup "mỗi bên một vẻ". Trong năm mới, cả hai sẽ tiếp tục đổi mới và cập nhật trên con đường riêng, có lẽ chúng ta có thể kỳ vọng vào năm 2023, hai giải pháp mở rộng này sẽ được áp dụng vào nhiều dự án thực tiễn hơn nữa, tiếp tục đóng góp mạnh mẽ cho sự phát triển của Ethereum.
Tài liệu tham khảo:
Optimistic, zk-Rollups, L3... Nghiên cứu khả năng mở rộng của Ethereum hiện đã đi đến đâu?
https://techflowpost.mirror.xyz/DCQiiuK5_p2UhF32jCVk3ZmHy-B15qNXXuvK1guaMZk
Con đường mở rộng quy mô của Ethereum
https://juejin.cn/post/7127205065839869959
Sâu xa | Hiểu thế nào về triển vọng và sự khác biệt giữa ZK và Optimistic Rollup?
Optimistic Rollups VS ZK Rollups: Sáu dự án mở rộng Ethereum Layer 2 thú vị nhất
Tương lai của Optimism: Nâng cấp Bedrock, phi tập trung hóa Rollup và tích hợp giải pháp ZK
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
@OurTinTinLand
